1 氮磷对水环境的影响与危害
随着工农业生产的不断发展,化肥农药和含磷洗涤剂用量的飞速增长,水体富营养化问题日益严峻。特别是近年来,我国的太湖、滇池以及渤海等河湖、海洋水域的富营养污染问题日渐突出,甚至严重制约了经济建设和社会发展。氮、磷过量排放引起的水体富营养化是当前国家政府和公众最为关注的环境问题之一。控制水体富营养化,防止水体污染的最根本途径就是对污染源进行治理,减少氮、磷向水体的排放量,使污水处理厂排放的水中的氮、磷含量达到一定的标准。污水排放的标准日趋严格,这是目前世界各国普遍的发展趋势。以控制富营养化为目的的氮、磷脱除已成为各国的主要奋斗目标。我国最新的污水排放标准(GB 18918—2002)对氮、磷处理提出了更加严格的要求,要求所有排污单位从最后出水氮、磷的含量到接纳水体的等级分别为:总磷小于1mg/L,氨氮小于5mg/L,总氮小于15mg/L(一级标准)。由此可见,无论是新建污水处理厂还是已有污水处理厂都面临着污水深度脱氮除磷的要求。
氮和磷是生物的重要营养源。水体中氮、磷量过多,危害极大。最大的危害是引起水体富营养化。如果氮、磷等大量而连续地进入湖泊、水库以及海湾等缓流水体,将促进各种水生物(主要是藻类)的活性,刺激它们异常繁殖,这样就会造成一系列危害。
(1)藻类占据的空间越来越大,使鱼类活动空间越来越小,死亡的藻类将沉积塘底;
(2)藻类种类将逐渐减少,并从以硅藻和绿藻为主转为以蓝藻为主,蓝藻不是鱼类的良好饵料,而且繁殖迅速,其中有些是有毒的;
(3)藻类过度繁殖,它们通过呼吸作用以及死亡体的氧化降解而消耗水中的溶解氧,能在一定的时间内使得水体处于严重缺氧状态,严重的会导致鱼类大量死亡;
(4)农业灌溉用水中,总氮含量超标,作物吸收过剩的氮,会产生贪青倒伏现象。
湖泊水体富营养化与水体中的氮磷含量有密切关系,引起水体富营养化的主要物质是氮和磷。据瑞典46个湖泊的调查资料证实,一般总磷和无机氮浓度分别大于0.02mg/L和0.2~0.5mg/L时,即被视为富营养化水体。近年来又有人认为,富营养化问题的关键不是水中营养物质的浓度,而是营养物质的负荷量。据研究,贫营养湖与富营养湖之间的临界负荷量为:总磷为0.2~0.5(mg/L·年),总氮为5~10(mg/L·年)。
然而在营养物质中,磷是限制性营养物质,已有许多国家的湖泊、水库等水体因磷的污染而引起富营养化。这是因为大多数水体中有蓝藻存在,它有固定大气中氮的作用,从而使水体中的氮含量增加。而磷是以磷酸盐的形式靠陆地物质风化进入水体的,当其量能与蓝藻固定的氮量相平衡(一般认为水生植物生长需要的氮、磷比为8∶1)时,就能促进水生生物大量繁殖。水体中含磷量低于0.02mg/L可限制藻类过度生长。所以防止或缓解某些封闭性水域富营养化的主要途径是避免人为地向水体中排入磷元素。
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